(57)【要約】  【課題】  快適な家電機器の操作が得られるようにした効率のよい家庭用分散電源システムを提供すること。  【解決手段】  屋内照明７〜１０、テレビ１３、エアコン１４、洗濯機１５、冷蔵庫１６、電子レンジ１７などの家電機器に予め優先順位を付与しておき、分散電源１の起動時と負荷変化時における応答遅れに際して、優先順位の低い家電機器をＯＦＦすることにより優先順位の高い家電機器の負荷に必要な電力を確保し、希望する家電機器のＯＮ操作には違和感が生じないようにしたもの。  【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
商用電源に分散電源を併用して複数の家電機器に電力を供給するようにした家庭内分散電源システムにおいて、
前記分散電源及び前記複数の家電機器とネットワークにより接続され、各家電機器のＯＮ・ＯＦＦを制御する制御手段を設け、
前記制御手段は、前記複数の家電機器の選択的なＯＮ・ＯＦＦ制御により、前記分散電源の発電動作応答遅れに追従させることを特徴とする家庭内分散電源システム。
【請求項２】
請求項１に記載の家庭内分散電源システムにおいて、
前記制御手段による前記複数の家電機器の選択的なＯＮ・ＯＦＦ制御が、各家電機器に予め設定されている優先順位に従って与えられることを特徴とする家庭内分散電源システム。
【請求項３】
請求項２に記載の家庭内分散電源システムにおいて、
前記制御手段が入力手段を備え、前記優先順位が前記入力手段により変更できるように構成されていることを特徴とする家庭内分散電源システム。
【請求項４】
請求項２に記載の家庭内分散電源システムにおいて、
前記制御手段は、時刻と季節の少なくとも一方により前記優先順位を変更するように構成されていることを特徴とする家庭内分散電源システム。
【請求項５】
請求項１に記載の家庭内分散電源システムにおいて、
前記分散電源が複数の発電手段を備え、
これら発電手段の運転台数が前記分散電源に要求される発電電力に応じて制御されることを特徴とする家庭内分散電源システム。
【請求項６】
請求項１に記載の家庭内分散電源システムにおいて、
前記分散電源がコージェネレーション装置で構成されていることを特徴とする家庭内分散電源システム。
【請求項７】
商用電源に分散電源を併用して複数の家電機器に電力を供給するようにした家庭内分散電源システムにおいて、
前記分散電源及び前記複数の家電機器とネットワークにより接続され、各家電機器のＯＮ・ＯＦＦを制御する制御手段と、
前記複数の家電機器に夫々設置させた調整手段とを設け、
前記制御手段は、前記分散電源の負荷を変更したときに生じる分散電源の遅れ時間を前記調整手段に伝達し、
前記調整手段は、前記遅れ時間に合わせて各家電機器のＯＮ・ＯＦＦを制御することにより、前記分散電源の発電動作応答遅れに追従させることを特徴とする家庭内分散電源システム。
【請求項８】
請求項７に記載の家庭内分散電源システムにおいて、
前記制御手段による前記複数の家電機器の選択的なＯＮ・ＯＦＦ制御が、各家電機器に予め設定されている優先順位に従って与えられることを特徴とする家庭内分散電源システム。
【請求項９】
請求項８に記載の家庭内分散電源システムにおいて、
前記制御手段が入力手段を備え、前記優先順位が前記入力手段により変更できるように構成されていることを特徴とする家庭内分散電源システム。
【請求項１０】
請求項８に記載の家庭内分散電源システムにおいて、
前記制御手段は、時刻と季節の少なくとも一方により前記優先順位を変更するように構成されていることを特徴とする家庭内分散電源システム。
【請求項１１】
請求項７に記載の家庭内分散電源システムにおいて、
前記分散電源が複数の発電手段を備え、
これら発電手段の運転台数が前記分散電源に要求される発電電力に応じて制御されることを特徴とする家庭内分散電源システム。
【請求項１２】
請求項７に記載の家庭内分散電源システムにおいて、
前記分散電源がコージェネレーション装置で構成されていることを特徴とする家庭内分散電源システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、個別の発電設備を備えた分散電源システムに係り、特に、ネットワーク電化製品を備えた住居に好適な家庭内分散電源システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
コージェネレーション装置を住居に設置し、一般の家庭で消費される電力と熱の一部をこのコージェネレーション装置により賄うようにした分散電源システムが、従来から知られている(例えば、特許文献１参照。)。
【０００３】
ここで、コージェネレーション装置とは、内燃機関を原動機として発電機を駆動し、発電機から電力を得ると共に、原動機の排熱を回収して熱源として利用するようにした発電装置のことであり、このとき、内燃機関としては都市ガスを燃料とするガスエンジンが一般的である。
【０００４】
この分散電源システムを導入すると、排熱により給湯や冷暖房の熱需要に対応できるので、省エネ化と経済性の面で有利であるほか、電力会社などの電力供給者と締結しなければならない契約電力が少なくて済み、電力料金を下げることができる。
【０００５】
一方、近年の通信技術の進歩は目覚ましく、これに伴い、家電機器(家庭向けの電化製品)のネットワーク化が進み、家電機器の遠隔操作や集中管理が想定され、ユーザのニーズに応じた自動運転や最適制御による省エネ化に大きな期待がかけられるようになっている。
【特許文献１】特開２００３−１７３８０８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、一般の家庭では、例えばヘアドライヤーや電子レンジなど、電力負荷が数百ワットから千数百ワット程度で短時間だけ使用される家電機器が多くあり、このため電源の負荷変動が大きい。しかも、このような家庭での電力負荷は時間帯によって大小様々に変化する。
【０００７】
ここで、一般の家庭に分散電源システムを導入する際、分散電源を一定負荷運転にし、負荷変動分を商用電源で負担させるようにしたとすると、商用電源に負荷変動分の最大値に対応した設備が必要になって設備投資が増大し、分散電源システムを導入した意味がかなり薄れてしまう。
【０００８】
そこで、この場合、商用電源による電力負荷の最大値を一定とし、それを越えた負荷変動分は分散電源に負担させるようにするのが望ましいが、しかし、この場合、従来の分散電源システムでは応答性が悪く、例えば家電機器のスイッチをＯＮ(入り)にしてから実際に分散電源が起動するまでに数秒以上を要し、操作に違和感を生じて快適性が損なわれてしまうという問題がある。
【０００９】
また、このときは、低負荷から高負荷までのあらゆる負荷条件に対応する必要があり、このため分散電源には部分負荷運転が必要となるが、この場合、運転効率の低下が問題になる。
【００１０】
本発明は、上記の問題に鑑みてなされたもので、その目的は、快適な家電機器の操作が得られるようにした効率のよい家庭用分散電源システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的は、商用電源に分散電源を併用して複数の家電機器に電力を供給するようにした家庭内分散電源システムにおいて、前記分散電源及び前記複数の家電機器とネットワークにより接続され、各家電機器のＯＮ・ＯＦＦを制御する制御手段を設け、前記制御手段は、前記複数の家電機器の選択的なＯＮ・ＯＦＦ制御により、前記分散電源の発電動作応答遅れに追従させることによって達成される。
【００１２】
同じく、上記目的は、商用電源に分散電源を併用して複数の家電機器に電力を供給するようにした家庭内分散電源システムにおいて、前記分散電源及び前記複数の家電機器とネットワークにより接続され、各家電機器のＯＮ・ＯＦＦを制御する制御手段と、前記複数の家電機器に夫々設置させた調整手段とを設け、前記制御手段は、前記分散電源の負荷を変更したときに生じる分散電源の遅れ時間を前記調整手段に伝達し、前記調整手段は、前記遅れ時間に合わせて各家電機器のＯＮ・ＯＦＦを制御することにより、前記分散電源の発電動作応答遅れに追従させることによっても達成される。
【００１３】
このとき、前記制御手段による前記複数の家電機器の選択的なＯＮ・ＯＦＦ制御が、各家電機器に予め設定されている優先順位に従って与えられるようにしても、上記目的が達成され、更に、このとき、前記制御手段が入力手段を備え、前記優先順位が前記入力手段により変更できるようにしても上記目的が達成される。
【００１４】
また、このとき、前記制御手段は、時刻と季節の少なくとも一方により前記優先順位を変更するようにしても上記目的が達成され、更に、このとき、前記分散電源が複数の発電手段を備え、これら発電手段の運転台数が前記分散電源に要求される発電電力に応じて制御されるようにしても上記目的が達成される。
【００１５】
このとき、前記分散電源がコージェネレーション装置で構成されていてもよい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、家電機器の動作と停止が、当該機器に付与されている優先順位に応じて制御されることにより、分散電源の応答遅れに対応するため、ユーザが使いたい家電機器は直ちに動作が開始されるので、快適性を保つことができる。
【００１７】
また、本発明によれば、分散電源の部分負荷運転に際して効率の良い運転条件だけを選択して運転することができるので、高効率運転が可能になり、省エネ化を得ることができる。
【００１８】
更に、本発明によれば、分散電源を複数の小容量のものに分割し、負荷変化を運転台数の変更により対応することができるので、この場合、常に最高効率の運転条件を用いることができ、更に省エネ化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明による家庭用分散電源システムについて、図示の実施の形態により詳細に説明する。
【００２０】
図１は、本発明の一実施形態で、これは、或る家庭の家屋Ｈに分散電源１を設け、これによる電力と、電力会社の商用電源２から供給される電力とを併用し、家屋Ｈ内にある各家電機器に電気配線３を介して電力が供給されるようにしたものである。
【００２１】
そして、このとき電力会社と締結した契約電力については、一例として１０００Ｗとする。なお、通常、電力会社などと契約するのは最大電流についてであり、従って、この場合、電圧が１００Ｖで力率１として契約電流は１０Ａとなる。
【００２２】
各家電機器は通信回線６を介して制御装置４に接続されると共に、情報通信業者５にも接続され、情報通信業者５の通信回線を介して外部の通信機器と情報の授受が行えるようになっている。
【００２３】
そして、これにより各家電機器はネットワーク化され、ユーザが直接又は各家電機器に付属のリモコンによりＯＮ・ＯＦＦ操作できるのは勿論、制御装置４によってもＯＮ・ＯＦＦ制御され、更には、外部の通信機器、例えば携帯電話などからもＯＮ・ＯＦＦ操作できるようになっている。
【００２４】
このとき、制御装置４は、図示してないが、設定されたプログラムに従って処理を実行する中央処理装置(ＣＰＵ)と制御プログラムやデータを記憶しているリードオンリーメモリ(ＲＯＭ)、各家電機器の消費電力や優先順位並びにユーザ情報を記録する記憶部、タイマー、それに各家電機器と通信するためのインターフェースなどで構成されている。
【００２５】
そして、電気配線３と通信回線６には、家電機器として、室内照明７〜１０、玄関照明１１、パーソナルコンピュータ１２、テレビ(テレビジョン受像機)１３、エアコン１４、洗濯機１５、冷蔵庫１６、それに電子レンジ１７の各々が夫々調整装置１９を介して接続されている。
【００２６】
ここで、この調整装置１９には、制御装置４とデータ通信を行うためのインターフェースと、制御装置４からの信号によって家電機器に供給される電力を調整するための出力調整機構が備えてある。
【００２７】
このとき、室内照明７〜１０などの各家電機器には予め優先順位が設定してあり、各家電機器毎の優先順位が制御装置４に記憶されていて、制御装置４は、優先順位に応じて電力を供給すべき家電機器を選択することができる。
【００２８】
また、制御装置４は通信回線６を介して分散電源１にも接続されていて、分散電源１の運転状態を常に監視している。
【００２９】
図２は、分散電源１の一例で、電力と熱を発生するコージェネレーション装置で構成され、このため、図示のように、原動機として、都市ガスを燃料とするガスエンジン２０が用いられている。
【００３０】
そして、このガスエンジン２０の駆動軸２１に、例えば１０００Ｗの発電能力を持つ発電機２２が連結されていて、最大で１０００Ｗの電力が供給できるようになっている。このため発電機２２には電気配線３が接続され、発電された電力が各家電機器に供給されるようになっている。
【００３１】
なお、分散電源１の原動機はガスエンジン２０に限らず、ディーゼルエンジンや混合気圧縮着火方式のエンジンでもよく、更にはガスタービンでもよい。
【００３２】
また、分散電源１としては燃料電池を用いてもよく、このとき、燃料電池も発電に伴って熱を発生するので、同じくコージェネレーション装置として機能する。
【００３３】
この図２に示したガスエンジン２０は、空気と燃料が供給される吸気管２３と排気ガスを排出するための排気管２４、それに点火プラグ２５を備えたシリンダＣで構成され、このシリンダＣには、熱を吸収するための冷却水通路２６が設けられ、排熱により温められた冷却水がポンプ２８により配管２７を循環するようになっている。
【００３４】
このとき、配管２７には放熱用のラジエータ２９と熱交換器３０が並列に設けてあり、切換弁３２により選択された方に冷却水が通流されるようになっている。そして、ラジエータ２９が選択されたときは、ここで放熱が行われる。
【００３５】
そして、熱交換器３０が選択されたときは、ここで冷却水と熱交換された温水が、給湯水配管３１を介して、図示してない貯湯設備に供給され、そこに貯湯されるようになっていて、給湯や暖房、冷房などに利用されるようになっている。
【００３６】
図１に戻り、このシステム全体は制御装置４により制御されるようになっている。そして、まず分散電源１の部分運転出力は段階的に設定してあり、制御装置４のＲＯＭに記憶しておき、家電機器から要求される負荷に応じてＣＰＵにより選択される。
【００３７】
ここで、この実施形態では、最高出力に対して２０％、４０％、６０％、８０％、１００％の各運転条件がＲＯＭに記憶されており、このとき、上記したように、１０００Ｗの分散電源１が用いられているので、２００Ｗ、４００Ｗ、６００Ｗ、８００Ｗ、１０００Ｗの各出力で運転が可能で、電力会社から供給される電力も含めると、１２００Ｗ、１４００Ｗ、１６００Ｗ、１８００Ｗ、２０００Ｗの電力要求に応えることができる。
【００３８】
そして、これらの運転条件は、家電機器からの要求負荷以下で、最も近いものがＲＯＭにより選定される。例えば家電機器全体で１７００Ｗが要求された場合は１６００Ｗの条件が、１９００Ｗが要求された場合は１８００Ｗの運転条件となる。そして、要求負荷が１２００Ｗ未満の場合、分散電源１は停止される。
【００３９】
次に、この実施形態の動作について説明すると、ここで、分散電源１は、運転を開始したとき、要求されている電力が出力されるまでに遅れを生じ、この間、家電機器が要求している電力に対して分散電源１の出力電力が不足する。
【００４０】
また、負荷が変化した結果、運転条件を変えた場合も、出力が目標値に達するまでに時間遅れが生じ、この期間で電力不足が生じる。
【００４１】
具体的に説明すると、例えばガスエンジンなどの内燃機関は、周知のように、自力では始動できず、スタータにより外部からトルクを与え、自力でトルクを発生するまで強制的に回転させてやる必要があり、従って、発電が得られるまで、少なく見ても数秒程度の時間を要する
このことはガスタービンの場合も同じであり、燃料電池でも、理由は異なるが、規定の電力が発生されるまでにやはり遅れがある。特に、この燃料電池の場合、燃料の化学変化で起電力を得ているため、化学変化が定常状態になるまで電力が得られない。
【００４２】
しかも、このとき燃料電池の温度が規定値に達していなければならないので、遅れは更に増す上、起動時の電池の温度や気温にも左右されてしまう。
【００４３】
そこで、この実施形態では、各家電機器の動作状態が各々に設定されている優先順位に応じて選定され、これにより分散電源１の出力電力が立ち上がるまでの間は、消費電力が発電電力以下に収まっているように、制御装置４により制御される。
【００４４】
つまり、或る家電機器がＯＮされ、これにより分散電源１による電力を必要とする事態になったとき、この家電機器より優先順位が低い家電機器は、それがたとえＯＮになっていたとしても、分散電源１による電力が立ち上がるまでの期間、強制的にＯＦＦにされるように制御するのである。
【００４５】
このときの優先順位は、例えば電子レンジ１７のように、動作時間が短く、直ちに動作してほしい家電機器については高く設定され、エアコン１４や玄関照明１１のように、短時間であれば停止しても、さほど問題のない家電機器については低く設定される。
【００４６】
この優先順位は、予めシステムのメーカにより設定され、制御装置４の記憶部に記録された上で制御に使用されるが、このとき、更に時刻や季節によって自動的に優先順位を変えることもできるようになっている。
【００４７】
また、この優先順位は、ユーザの好みに応じて変えることができるようにしてもよく、この場合は、制御装置４の入力装置を介して、ユーザから、或いはユーザから委託されたサービス者から、優先順位に関する情報が制御装置４に入力され、制御装置４の記憶部に記録される。
【００４８】
そして、この実施形態では、この優先順位が６段階あるものとし、優先順位１から優先順位５までは順に優先度が高くなり、最高の優先順位６では、それがＯＮに指令されている限りは、電力供給が遮断されない設定とする。
【００４９】
次に、この実施形態の動作について、幾つかの家庭内での状況を想定し、各状況における動作について説明する。
【００５０】
まず、図３は、この実施形態の第１の動作例で、家庭の状況について、一例として、昼間などで比較的明るい時間帯を想定し、優先順位について以下のように設定したときの動作例である。
【００５１】
＜第１の動作例における優先順位＞
優先順位１・玄関照明１１(消費電力６０Ｗ)
優先順位２・エアコン１４(消費電力９００Ｗ)
冷蔵庫１６(消費電力８０Ｗ)
優先順位３・室内照明７(消費電力７０Ｗ)、室内照明８(消費電力７０Ｗ)
洗濯機１５(消費電力５００Ｗ)
優先順位４・室内照明９(消費電力７０Ｗ)、室内照明１０(消費電力７０Ｗ)
テレビ１３(消費電力１６０Ｗ)
優先順位５・パーソナルコンピュータ１２(消費電力２００Ｗ)
電子レンジ１７(消費電力１０００Ｗ)
優先順位６・該当なし
【００５２】
そして、このとき時刻ｔ1 に達していない時間帯Ａでは、室内照明７〜１０とテレビ１３、それに冷蔵庫１６がＯＮしていているものとする。
【００５３】
そうすると、このときは、消費電力が５２０Ｗになっており、従って、この場合、消費電力は電力会社と締結した契約電力、すなわち１０００Ｗ以下であるから、商用電源２から供給されている電力により全て賄われている。
【００５４】
次に、時刻ｔ1 でユーザが電子レンジ１７をＯＮにしたとする。そうすると、１０００Ｗの電力が加算されるので、家電機器からの要求電力は１５２０Ｗになり、この結果、制御装置４は上記した運転条件に従って散電源１の出力を４０％に決定する。
【００５５】
そこで、この４０％出力運転条件を決めるデータが、運転開始指示と共に通信回線６を介して分散電源１に送られ、運転が開始されるが、しかし、この時刻ｔ1 で分散電源１が運転を開始したとしても、その出力が４０％に達するまでには遅れがあり、このため実際の出力が目標出力より低い状態が時間帯Ｂの中に生じてしまう。
【００５６】
そこで、制御装置４は、分散電源１の負荷を監視していて、優先順位の高い家電機器が優先してＯＮにされるよう制御する。このとき、最も優先順位の高い家電機器は電子レンジ１７であり、このことから、制御装置４により、まず、電子レンジ１７以外の家電機器は、時刻ｔ1 で一旦、電源がＯＦＦにされる。
【００５７】
そして、分散電源１の出力が立ち上がるにしたがって、制御装置４は、優先順位に応じて、まずテレビ１３の電源をＯＮにし、次いで室内照明７から室内照明８、室内照明９と順にＯＮになるように制御する。
【００５８】
このとき、時刻ｔ1 から時刻ｔ2 までの時間帯Ｂから時刻ｔ2 から時刻ｔ3 までの時間帯Ｃにおいては、家電機器からの要求電力が１５２０Ｗであるのに対して、供給電力が１４００Ｗにされているため、優先順位が低い室内照明１０と冷蔵庫１６はＯＦＦにされたままに保持される。
【００５９】
そして、時刻ｔ3 で電子レンジ１７がＯＦＦにされると、ここで要求電力は５２０Ｗに低下し、商用電源２の電力だけで賄える状態に戻るので、この時刻ｔ3 で分散電源１の動作は停止され、商用電源２から供給されている電力による動作になると同時に室内照明１０と冷蔵庫１６の電源がＯＮにされ、元の状態に戻る。
【００６０】
しかし、このとき分散電源１の動作は、時刻ｔ3 で制御装置４から停止信号が出されたときから停止までに遅れが生じ、期間Ｄにおいて電力供給過剰状態となり、余剰電力αが生じるが、この場合は過剰電力が商用電源２に供給されるように制御され、電力会社に売電される。このとき、家屋Ｈにおいて余剰電力αを製氷、貯湯に使うこともできる。
【００６１】
そして、時刻ｔ4 で時間帯Ｄから時間帯Ｅになると、電力供給状態は始めの期間Ａと同じ状態に戻り、図示のように、室内照明７〜１０とテレビ１３、それに冷蔵庫１６がＯＮしていている状態になる。
【００６２】
従って、この場合は、テレビと照明が一瞬ちらつくかも知れないが、比較的明るい時間帯であることも手伝って、ほとんど気が付かれる虞れはなく、快適性を保持したまま、分散電源システムを導入したことによる利点を享受することができる。
【００６３】
ところで、上記した第１の動作では、電子レンジ１７の優先順位が室内照明７〜１０より高く設定されていたが、夜間は室内照明がＯＦＦになると困るため、時間によって優先順位を変える必要がある。また、ユーザによってはＯＦＦにしたくない家電機器もあり、このため、上記したように、これらの情報は制御装置４に入力することにより設定を変えることことができるようになっている。
【００６４】
そこで、次に、この実施形態の第２の動作例として、室内照明７〜１０の優先順位を６にした場合について、図４により説明する。つまり、この図４の動作例では、以下のように優先順位か設定してあるものとする。
【００６５】
＜第２の動作例における優先順位＞
優先順位１・玄関照明１１(消費電力６０Ｗ)
優先順位２・エアコン１４(消費電力９００Ｗ)
冷蔵庫１６(消費電力８０Ｗ)
優先順位３・洗濯機１５(消費電力５００Ｗ)
優先順位４・テレビ１３(消費電力１６０Ｗ)
優先順位５・パーソナルコンピュータ１２(消費電力２００Ｗ)
電子レンジ１７(消費電力１０００Ｗ)
優先順位６・室内照明７(消費電力７０Ｗ)、室内照明８(消費電力７０Ｗ)
室内照明９(消費電力７０Ｗ)、室内照明１０(消費電力７０Ｗ)
【００６６】
ここで、まず、この図４の場合も、時間帯Ａでは、図３の第１の動作例の場合と同じであり、次いで、この時間帯Ａから時間帯Ｂに変わる時刻ｔ1 で電子レンジ１７のスイッチがユーザによりＯＮにされ、分散電源１が起動して時間帯Ｂに入る点も、第１の動作例の場合と同じである。
【００６７】
そして、更に、この図４の動作例でも、この時間帯Ｂに入る時刻ｔ1 で分散電源１の発電電力が目標値に達するまでに遅れが生じ、電子レンジ１７の動作を開始させるのに必要な電力が得られない点も同じである。
【００６８】
ここで、この例では、なにしろ室内照明７〜１０の優先順位が６でＯＦＦにできないから、いかに電子レンジ１７の優先順位が高いといっても、このときユーザによりＯＮにされたにも関わらず、電子レンジ１７は、実際には直ちにＯＮされず、ＯＦＦのまま待機され、これに伴ってテレビ１３と冷蔵庫１６の電源がＯＮに維持される。
【００６９】
そして、時刻ｔ1 以後、時間帯Ｂの中で分散電源１の出力が上昇して行き、制御装置４により、電子レンジ１７の動作に必要な電力に達したと判断されたとき、ここで始めてテレビ１３と冷蔵庫１６の電源がＯＦＦに制御され、これと同時に電子レンジ１７がＯＮにされる。
【００７０】
その後、分散電源１の出力が上昇して電力に余裕が生じたとき、ここで本来であれば優先順位が高いテレビ１３がＯＮにされるのであるが、このとき、上記した分散電源１の運転条件から、その出力が４０％に設定される。
【００７１】
このため、テレビ１３をＯＮにしたのでは、合計電力が１４００Ｗを越えてしまう。そこで、このときは、次に優先順位が高い冷蔵庫１６がＯＮになるよう制御される。
【００７２】
そして、時刻ｔ2 で時間帯Ｂから時間帯Ｃに移行し、更に時間帯Ｄ、Ｅと時間が経過してゆく領域では、図３で説明した第１の動作例と同じであるので、説明は省略する。
【００７３】
従って、この場合は、テレビ１３の画像はちらつくかも知れないが、暗いのに照明が消えてしまう虞れはなく、快適性を保持したまま、分散電源システムを導入したことによる利点を享受することができる。
【００７４】
次に、この実施形態の第３の動作例として、図４の第２の動作例と同じく、室内照明７〜１０の優先順位が６であるが、更に電子レンジ１７の優先順位も６の場合について、図５により説明する。
【００７５】
この図５の第３の動作例の場合、まず、時刻ｔ1 になる前の時間帯Ａでは、図示のように、室内照明７〜１０がＯＮになっているものとする。そうすると、このときは消費電力が２８０Ｗになっているので、全て商用電源２から供給されている電力により賄われている。
【００７６】
ここで、いま、時刻ｔ1 でユーザが電子レンジ１７をＯＮにしたとする。そうすると、ここで、家電機器全部から要求される電力は１２８０Ｗになる。そこで、上記した運転条件からすると、この場合、本来であれば分散電源１の出力負荷は２０％に決定される筈である。
【００７７】
しかし、この場合は、室内照明７〜１０が優先順位６の家電機器であるため、何れもＯＦＦすることができないので、これに代えて、分散電源１の運転条件を１段階上の４０％に決定し、これに対応した運転条件データと運転の指示が通信回線６を介して分散電源１に送られる。
【００７８】
しかして、これでも分散電源１の出力が４０％に達するまでには遅れが生じ、電子レンジ１７の電源を直ちにＯＮにすることができず、ＯＮにできるようになるまでに遅れが生じるが、この場合、分散電源１の運転条件を１段階上げたことにより、遅れを少なく抑えることができる。
【００７９】
このとき、時間帯Ｂで分散電源１の出力が２８０Ｗに達した後、しばらくの期間と時間帯Ｃでは、家電機器からの要求電力が１２８０Ｗであるのに対して、供給電力が１４００Ｗになってしまうため、供給電力が過剰状態になるが、この場合、過剰電力は電力会社に売電したり、製氷、貯湯に使用したりすることにより、有効に利用することができる。
【００８０】
こうして時刻ｔ3 で電子レンジ１７がＯＦＦされ、時間帯Ｄに移行すると、この領域では要求電力が２８０Ｗに低下するので、制御装置４は分散電源１の動作を停止させ、商用電源２から供給される電力だけによる状態に戻す。
【００８１】
しかし、このとき制御装置４の停止指令が発生してから分散電源１が実際に停止されるまでに遅れが生じ、ここでも電力供給過剰状態αが生じるが、このときも、過剰電力は電力会社に売電したり、製氷、貯湯に使用したりすることにより、有効に利用することができる。
【００８２】
そして、この後は時間帯Ｅ領域に移行するが、これは図３で説明した第１の動作例と同じであるので、説明は省略するが、この場合も、テレビ１３の画像はちらつくかも知れないが、暗いのに照明が消えてしまう虞れはなく、快適性を保持したまま、分散電源システムを導入したことによる利点を享受することができる。
【００８３】
ところで、以上に説明した実施形態では、分散電源１が１台で、これを最大定格出力も含めて部分負荷運転し、これにより、この分散電源１による電力出力を段階的に制御するようにしている。
【００８４】
しかし、これに代え、本発明では、複数台の分散電源を使用し、最大定格出力も含めた部分負荷運転による電力出力の段階的な制御を、分散電源の運転台数の変更で行うこともできる。そこで、このようにした場合について、本発明の第２の実施形態として以下に説明する。
【００８５】
ここで、この第２の実施形態でも、ブロックとして見た全体の構成は図１に示した第１の実施形態と同じで、異なる点は、分散電源１が１台の内燃機関駆動型発電機ではなく、それよりも小容量の内燃機関駆動型発電機を複数台並列に用いたり、小容量の内燃機関を複数台連結して１台の発電機を駆動する方式の内燃機関駆動型発電機を用いたりしている点にある。
【００８６】
そして、この第２の実施形態によるメリット(利点)は分散電源１の電力出力の切換制御が内燃機関駆動型発電機の台数の増減により制御できるため、各内燃機関駆動型発電機を最も効率の良い運転条件で動作させることができる点にある。
【００８７】
ここで、説明する第２の実施形態では、一例として、定格電力出力が１００Ｗの原動機と発電機を組み合わせたコージェネレーションシステムを１０台使用し、１台、２台、……１０台と運転台数を制御することにより１００Ｗ、２００Ｗ、……１０００Ｗまでの各段階毎に出力が制御できるようにし、最大で１０００Ｗの出力を発電させ、更に契約電力が１０００Ｗの商用電源２と組合わせることにより、第１の実施形態と同じく、最大で２０００Ｗの家電機器に電力が供給できるようにしてある。
【００８８】
このときの分散電源１を構成している各内燃機関駆動型発電機の運転台数は、各家電機器から要求される負荷電力に応じて、その時々で要求された負荷電力以下で、最も近い台数が制御装置４のＣＰＵにより選定される。
【００８９】
例えば家電機器から１６５０Ｗの電力が要求された場合は、６台の内燃機関駆動型発電機を動作させ、要求負荷電力が１１００Ｗ未満の場合は、その運転台数は０となり、これに必要な制御プログラムとデータは、予め制御装置４のＲＯＭに格納してある。
【００９０】
次に、この第２の実施形態による家電機器のＯＮ・ＯＦＦ制御について説明すると、まず、上述したように、分散電源１の運転台数を家電機器から要求された電力負荷以下になるようにした場合、家電機器の要求電力に対して分散電源１の出力電力が低くなることがある。
【００９１】
また、家電機器からの負荷電力が増加し、分散電源１を起動、又は運転台数を増やした場合に電力出力が目標値に達するまでに時間遅れが生じ、この間で電力不足が生じる。そこで、この第２の実施形態では、この間は消費電力が発電電力以下になるよう優先順位に応じてＯＮにさせるべき家電機器が制御装置４により選定されるようになっている。
【００９２】
ここで、以下、このときの各家電機器の優先順位や消費電力は図３で説明した第１の動作例の場合と同じであるとした場合の動作例について、図６により説明する。
【００９３】
図６において、まず時間帯Ａの領域では室内照明９と玄関照明１１、パーソナルコンピュータ１２、洗濯機１５、冷蔵庫１６が動作しており、従って、消費電力は９１０Ｗとなるが、電力会社の契約電力以下であり、全て商用電源２の電力により賄われる。
【００９４】
そして、いま、時刻ｔ1 でユーザがエアコン１４を起動させたとすると、家電機器からの要求電力は１８１０Ｗになる。そこで、制御装置４は、上記した運転条件に従って、分散電源１の稼動台数を８台に決定し、分散電源１に運転条件のデータと運転の指示が通信回線６を介して送られるようにする。
【００９５】
このとき、分散電源１の出力が８００Ｗに達するまでに遅れが生じ、時間帯Ｂに示すように、目標出力より実際の出力が低い領域が生じてしまうが、このとき、優先順位は玄関照明１１が最も低く、それよりエアコン１４の優先順位が高いため、分散電源１による供給電力が１７５０Ｗに達した時点で玄関照明１１をＯＦＦにし、ここでエアコン１４の電源をＯＮにして動作を開始させ、時間帯Ｃの領域でもこの状態を維持させるのである。
【００９６】
従って、この場合も、快適性を保持したまま、分散電源システムを導入したことによる利点を享受することができる。
【００９７】
次に、本発明の第３の実施形態について説明すると、これは、分散電源１の運伝条件の決定方法が異なっていて、ここでは、家電機器から要求された負荷電力以上で、最も近い出力電力の運転条件が選定されるようにしたものである。
【００９８】
従って、この第３の実施形態でも、全体の構成と分散電源１は図１の実施形態と同じであり、異なっている点は、例えば家電機器から１７００Ｗの電力が要求された場合は、分散電源１には１８００Ｗ出力の運転条件が設定され、１９００Ｗの電力が要求された場合は２０００Ｗの運転条件となり、そして、要求された電力負荷が１０００Ｗ以下の場合には分散電源１は停止される点にあり、これに必要な制御装置４のプログラムとデータは予め制御装置４のＲＯＭに格納されている。
【００９９】
次に、この第３の実施形態の動作例について、図７により説明すると、まず、時間帯Ａの領域では室内照明７〜１０とテレビ１３、冷蔵庫１６が動作しており、従って、消費電力ふぁ５２０Ｗで、電力会社の契約電力以下であり、全て商用電源２の電力により賄われる。
【０１００】
ここで、いま、時刻ｔ1 でユーザが電子レンジ１７を起動させたとすると、家電機器からの要求電力は１５２０Ｗになるので、制御装置４は、上記した運転条件に従って分散電源１の出力を６０％に決定し、分散電源１に通信回線６を介して運転条件データと運転開始指示を送る。
【０１０１】
この結果、分散電源１の出力は６００Ｗに設定され、合計して家電機器から要求された電力１５２０Ｗよりも多い１６００Ｗになるが、このとき分散電源１の出力が６０％に達するまでに遅れが生じ、時間帯Ｂに示すように、目標出力より実際の出力が低い領域が生じてしまう。
【０１０２】
しかし、このときの分散電源１の出力は制御装置４によって逐次監視されており、これにより、図示のように、優先順位の高い家電機器から優先して動作するよう制御され、出力が１５２０Ｗに達した時点で、始めて家電機器が全部ＯＮになり、時間帯Ｃの領域でもこの状態が維持される。
【０１０３】
従って、この場合も、快適性を保持したまま、分散電源システムを導入したことによる利点を享受することができる。
【０１０４】
次に、本発明の第４の実施形態について説明すると、これは、分散電源１の起動からの出力変化を、図８に示すＭＡＰとして制御装置４に記憶しておく点と、分散電源１の運転条件から、各家電機器の要求電力に対する電力供給可能時間を制御装置４により求め、その情報を調整装置１９のそれぞれに送るようにした点と、分散電源１の運転条件が、各家電機器から要求された負荷以上で、最も近い条件として選定されるようにした点を特徴としている。
【０１０５】
従って、この第４の実施形態でも、全体の構成と分散電源１は図１の実施形態と同じであり、異なっている点は、上記の点に合わせたプログラムが制御装置４のＲＯＭに格納してあることだけである。
【０１０６】
そこで、次に、この第４の実施形態の動作例について、上記した第３の実施形態のときの動作例と同じく、図７により説明する。
【０１０７】
まず、ここでも同じく時刻ｔ1 において電子レンジ１７がＯＮにされたとする。そうすると、この時点で家電機器全体が要求する電力負荷が１５２０Ｗになるので、制御装置４により分散電源１の負荷は６０％に設定される。
【０１０８】
このとき、この第４の実施形態による動作では、分散電源１の時間に対する出力変化が図８のＭＡＰにより求められ、これから優先順位に応じて家電に電力が供給されるのであるが、更に、この動作例の場合、電力を供給すべき家電機器が制御装置４により選択されるのでなく、図９に示すＭＡＰから分散電源１の遅れ時間が求められ、これに応じて決められた各家電機器の起動時間が調整装置１９に送られ、その時間に達した時点で各家電機器がそれぞれ起動されるようになっている。
【０１０９】
従って、この第４の実施形態の動作例では、図９に示されている分散電源１が６０％出力のときの特性から、例えば室内照明１０は、電子レンジ１７がＯＮになってから０．７秒後にＯＮされ、冷蔵庫１６は、同じく１．５秒後にＯＮされることになり、この結果、同じく快適性を保持したまま、分散電源システムを導入したことによる利点を享受することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１１０】
【図１】本発明に係る家庭内分散電源システムの一実施形態を示すブロック構成図である。
【図２】本発明における分散電源の一例を示す構成図である。
【図３】本発明の第１の実施形態による第１の動作を説明するための特性図である。
【図４】本発明の第１の実施形態による第２の動作を説明するための特性図である。
【図５】本発明の第１の実施形態による第３の動作を説明するための特性図である。
【図６】本発明の第２の実施形態による動作を説明するための特性図である。
【図７】本発明の第３の実施形態による動作を説明するための特性図である。
【図８】本発明の第４の実施形態における分散電源の時間に対する出力の関係を表わす特性図である。
【図９】本発明の第４の実施形態における分散電源の出力と時間の関係を表わす特性図である。
【符号の説明】
【０１１１】
１：分散電源
２：商用電源
３：電力配線
４：制御装置
５：情報通信業者
６：通信回線
７〜１０：室内照明
１１：玄関照明
１２：パーソナルコンピュータ(パソコン)
１３：テレビ(テレビジョン受像機)
１４：エアコン
１５：洗濯機
１６：冷蔵庫
１７：電子レンジ
１９：調整装置
２０：ガスエンジン
２２：発電機
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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